Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Hydroxy functionalized porous polymer particles derived from mixtures of hydrophilic and hydrophobic monomers

Bukowska A., Bukowski W., Kleczyńska S., Dychtoń K., Drajewicz M.

Polimery

|

2016

|

T. 61, nr 9

616--625

EN

Porous, hydroxy functionalized, polymer particles, having BET surface areas up to 146 m2/g, were synthesized by suspension polymerization of water in oil (w/o) emulsions. The emulsions were prepared by mixing polyoxyethylene sorbitan monooleate (Tween-80) solutions in water with a mixture of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), styrene (S) and divinylbenzene (DVB) dissolved in a mixture of cyclohexanol (CyOH) and octanol (OctOH). The resulting polymer particles were characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy, infrared spectroscopy, and thermal gravimetric analysis. Nitrogen adsorption/desorption isotherms and particle size distribution were also determined. The influence of the organic porogen nature and the concentrations of divinylbenzene and Tween-80, the fraction of water in the w/o emulsions and the agitator rotation on the properties of the provided polymer particles were analyzed and discussed.

PL

Nowe hydroksyfunkcjonalizowane porowate cząstki polimerowe o powierzchni właściwej 146 m2/g syntetyzowano metodą polimeryzacji suspensyjnej emulsji typu woda w oleju w/o. Emulsje otrzymano w wyniku zmieszania wodnych roztworów Tween-80 z mieszaniną metakrylanu 2-hydroksyetylu (HEMA), styrenu (S) i diwinylobenzenu (DVB) rozpuszczoną w mieszaninie cykloheksanolu (CyOH) i oktanolu (OctOH). Otrzymane polimery charakteryzowano metodami mikroskopii optycznej, skaningowej mikroskopii elektronowej, spektroskopii w podczerwieni i analizy termicznej (TGA). Wyznaczono także izotermy adsorpcji/desorpcji oraz rozkład wielkości ziaren uzyskanych na drodze polimeryzacji. Przeanalizowano wpływ natury porogenu, stężenia DVB i Tween-80 na charakterystykę otrzymanych cząstek.

2

Proces impregnowania teflonem powłoki tlenkowej wytwarzanej metodą anodowego utleniania na podłożu aluminium

Kwolek P., Górecka P., Obłój A., Kwolek U., Dychtoń K., Drajewicz M., Sieniawski J.

Chemik

|

2016

|

Vol. 70, nr 7

361--368

PL

Powłoki tlenkowe wytworzone na podłożu aluminium o czystości technicznej impregnowano w procesie elektroforezy. Stosowano zawiesinę wodną cząstek teflonu. Ustalono wpływ wartości napięcia elektrycznego i czasu prowadzenia procesu elektroforezy na odporność na zużycie – w warunkach tarcia wytwarzanych impregnowanych powłok tlenkowych. Wykazano, że aluminium nieimpregnowane ma największą odporność na ścieranie. Proces impregnowania poprawia natomiast odporność korozyjną powłoki tlenkowej w roztworze HCl.

EN

Electrophoresis was employed in order to impregnate anodic coatings obtained onto aluminium. The water suspension composed of teflon particles was applied. The influence of voltage and time of electrophoresis on the abrasion resistance of the impregnated coatings was determined. It was shown that anodized aluminium is the most wear resistant coating. However, the impregnation process enhances the corrosion resistance of anodic coatings in the HCl solution.

3

Thermal analysis of low alloyed steel for heavily-loaded aircraft engine transmission gears

Rokicki P., Dychtoń K., Drajewicz M., Raga K., Nowotnik A., Kubiak K.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2015

|

Vol. 39, nr 3

43--50

EN

Heat treatment of elements with large and complex geometries generate distortions and strains inhomogeneity. Current paper focuses on material basic thermo-chemical parameters analysis in aim for prediction of AISI 9310 steel behaviour if it is about treatment of ring gears used conventionally for aircraft engine gear transmission system. Heat treatment process of heavily loaded aircraft engine transmission gears is a complicated process due to shape and size of the elements. Concerning above, current paper presents thermal analysis of AISI 9310 low alloy steel. Results of conducted research will be used as a input data for numerical simulation of cooling process. Optimal process modelling will allow eliminating of defects caused by the heat treatment process.

PL

Obróbka cieplna elementów o złożonym kształcie wprowadza duże zmiany w ich stanie naprężeń wewnętrznych. Mają wpływ na odkształcanie się obrabianych elementów uniemożliwiające często ich zastosowanie. W pracy prowadzono badania właściwości cieplnych stali AISI 9310 niezbędnych do prawidłowego opracowywania warunków obróbki cieplno-chemicznej elementów pierścieniowych kół zębatych stosowanych w przekładniach silników lotniczych. Obróbka tych elementów, z użyciem złożonego oprzyrządowania niezbędnego do prawidłowego ich zamocowania w komorze pieca próżniowego, jest procesem trudnym do realizacji. Opracowane warunki procesu obróbki cieplno-chemicznej powinny uwzględniać duże rozmiary kół zębatych przekładni oraz wymaganą powtarzalność uzyskanych profili twardości warstwy nawęglanej i hartowanej. Analiza wyników prowadzonych badań właściwości fizycznych i cieplnych stali AISI 9310, m.in. współczynnika cieplnej rozszerzalności liniowej i przewodnictwa cieplnego, a także dyfuzyjności była podstawą do opracowania modelu fizycznego umożliwiającego symulację numeryczną tego procesu. Badania doświadczalne uwzględniające wyniki symulacji numerycznej i opracowane warunki obróbki cieplno-chemicznej prowadzą do uzyskania wymaganych właściwości użytkowych warstwy nawęglonej i hartowanej próżniowo.

4

Microstructural Characterization of Several Coatings Deposited on TiAlNb Intermetallic Alloy

Góral M., Pytel M., Dychtoń K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1547--1551

EN

Titanium alloys based on the γ -TiAl intermetallic phase are a type of material which may replace nickel supperalloys in high temperature applications. Not enough resistance to corrosion at temperatures above 900°C remains the biggest limitation in industrial practices. The paper presents results of preliminary research into application of new type heat resistant coatings on the basis of γ -TiAl alloy. MeCrAlY and Si coatings were formed by pack cementation method. Aluminide coatings were deposited by pack cementation method and VPA. Research results have shown that except for the coating formed by VPA, coatings were characterized by high porosity and therefore would not ensure appropriate protection against oxidation. Further research will be necessary into application of the VPA method in protecting γ-TiAl titanium alloys in order to improve their heat resistance.

PL

Stopy na osnowie fazy międzymetalicznej γ-TiAl stanowią materiał, który może stanowić zamiennik nadstopów niklu w aplikacjach wysokotemperaturowych. Nadal największym ograniczeniem w ich przemysłowym zastosowaniu jest niewystarczająca odporność na utlenianie w temperaturze powyzej 900°C. W artykule przedstawiono wyniki wstępnych badań nad zastosowaniem nowych rodzajów powłok żaroodpornych na podłożu stopu γ-TiAl. Wytworzono powłoki MeCrAlY oraz Si metodą zawiesinową a także powłoki aluminidkowe metodą pack cementation oraz VPA. Wyniki badań wykazały że poza powłoką wytworzoną metodą VPA pozostałe charakteryzowały się dużą porowatością przez co nie moga zapewnić odpowiedniej ochrony przed utlenianiem. Wskazano na konieczność dalszych badań nad zastosowaniem metody VPA do ochrony stopów tytanu γ-TiAl w celu poprawy ich żaroodporności.

5

Determination of heat treatment parameters for heavily - loaded aircraft engine components

Rokicki P., Dychtoń K., Nowotnik A., Drajewicz M., Sieniawski J., Kurkowski D., Wierzbińska M, Jakubowicz G., Budzik G.

Journal of KONES

|

2013

|

Vol. 20, No. 2

349--354

EN

Gears, due to their complex shape, carried load and required accuracy are ones of most complex aircraft engine parts. Single tooth damage usually breaks the power transmission and causes failure of the entire gear system. Adequate sustainability and guarantees of transmission is therefore a condition for secure operation of whole device. Particularly high requirements for reliability are put to transmissions used in the aerospace industry. Due to the loads which are transmitted through the gears, the materials used by the manufacturer must have not only high strength but also show the abrasion resistance of the surface layer and the ductility of the core. Proper parameters matching allows to create an element that can operate at higher stresses and loads. In addition, factor strength and abrasion resistance of the surface layer has a significant impact on the life of the gear. Thermo-chemical treatment of industrial gears is a fundamental process, which gives them adequate mechanical properties regarding loads they carry and the surface conditions of work. Among many methods of thermo-chemical treatment used in the industry, the most distinctive are innovative technologies designed to reduce process costs and being more environmentally friendly. The most promising methods in the discussed field are vacuum carburizing and high-pressure hardening, which by their specification of work significantly reduce the emission of CO2 and the duration of the process, without reducing the quality of the final product. The main aim of the paper is to present criteria for selection of heat treatment parameters as a part of thermo-chemical treatment process performed using vacuum methods. Proper heat treatment parameters are crucial in programming of some of final material characteristics as grain size and retained austenite morphology.

6

Wpływ warunków natryskiwania plazmowego LPPS oraz PS-PVD na mikrostrukturę warstw NiCoCrAlY oraz YSZ

Góral M., Kotowski S., Kubaszek T., Dychtoń K., Sieniawski J.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 6

691--694

PL

Natryskiwanie plazmowe w warunkach obniżonego ciśnienia (Low Pressure Plasma Spraying – LPPS) oraz osadzanie warstw z fazy gazowej z odparowaniem za pomocą palnika plazmowego (Plasma Spray – Physical Vapour Deposition – PS-PVD) to jedne z najbardziej zaawansowanych metod wytwarzania warstwy przejściowej oraz warstwy ceramicznej powłokowych barier cieplnych (Thermal Barrier Coating – TBC). Warstwy na osnowie wieloskładnikowego stopu typu NiCoCrAlY otrzymane metodą LPPS charakteryzuje mała ilość tlenków, dlatego mogą być zastosowane jako warstwa przejściowa w powłokach TBC. Metoda PS-PVD umożliwia odparowanie materiału – w szczególności materiałów ceramicznych, takich jak tlenek cyrkonu stabilizowany tlenkiem itru (Yttria Stabilized Zirconia – YSZ), uzyskując warstwy o strukturze kolumnowej stosowane w powłokach TBC. W artykule przedstawiono wyniki badań mikrostruktury warstw typu NiCoCrAlY wytworzonych z proszku AMDRY 997 oraz warstw ceramicznych YSZ wytworzonych z proszku METCO 6700 na podłożu żarowytrzymałego stopu niklu typu Inconel 617. Badania przeprowadzono, stosując mikroskopię świetlną i elektronową. Oceniono wpływ parametrów procesów LPPS oraz PS-PVD na mikrostrukturę i grubość otrzymanych warstw NiCoCrAlY i warstw ceramicznych. Uzyskane wyniki wskazują, że warstwę przejściową typu NiCoCrAlY i warstwę ceramiczną cechują właściwości umożliwiające stosowanie ich w powłokowych barierach cieplnych. Słowa kluczowe: natryskiwanie plazmowe w warunkach obniżonego ciśnienia LPPS, osadzanie warstw z fazy gazowej z odparowaniem za pomocą palnika plazmowego PS-PVD, warstwa na osnowie wieloskładnikowego stopu typu NiCoCrAlY, warstwa ceramiczna YSZ.

EN

In this work an advanced technology of Thermal Barrier Coatings (TBC) deposition called Low Pressure Plasma Spraying (LPPS) and Plasma Spray – Physical Vapour Deposition (PS-PVD) was described. The LPPS technology enables the deposition MCrAlY coatings without oxides, widely used as a metallic bond coat in TBC. The PS-PVD technology enables vaporization of ceramic materials such as Yttria Stabilized Zirconia (YSZ) and deposition of columnar microstructure. NiCoCrAlY coatings was deposited from AMDRY 997 powder and YSZ coatings was deposited from METCO 6700 powder on the Inconel 617 substrate. The influence of a set LPPS and PS-PVD process condition on the properties of the deposited coatings has been described. The measurement of coating thickness was conducted by light microscopy method and statistical analysis was done as well. The results shows that NiCoCrAlY bond coat and YSZ deposited by LPPS and PS-PVD method have the appropriate properties and can be used in TBC.

7

Wpływ warunków aluminiowania metodą CVD z użyciem dodatkowego generatora wewnętrznego na mikrostrukturę wytworzonych warstw

Nowotnik A., Góral M., Pytel M., Dychtoń K., Rokicki P., Sieniawski J.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 5

509--512

PL

Aluminiowanie metodą CVD należy do najbardziej zaawansowanych procesów obróbki powierzchniowej łopatek turbin gazowych i silników lotniczych. Rosnące znaczenie dyfuzyjnych warstw aluminidkowych jako międzywarstw dla powłokowych barier cieplnych (TBC) determinuje prowadzenie badań nad opracowaniem warstw zapewniających najlepszą możliwą przyczepność tworzącej się warstwy tlenku aluminium w powłokach TBC z warstwami ceramicznymi osadzanymi metodami LPPS lub EB- -PVD. W badaniach jako materiał podłoża zastosowano czysty nikiel (jako materiał modelowy) oraz żarowytrzymały stop niklu MAR M200 + Hf. W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu warunków prowadzenia wysokoaktywnego procesu CVD na mikrostrukturę i skład chemiczny powstaj ącej warstwy aluminidkowej. Proces wytwarzania prowadzono w urządzeniu Bernex BPX Pro 325S z zastosowaniem dodatkowych granul Al-Cr umieszczonych w wewnętrznym generatorze jako wysokotemperaturowe źródło aluminium. W trakcie prób zmianie podlegała temperatura oraz czas aluminiowania. Przepływ gazów, tj. chlorowodoru i wodoru dla wszystkich procesów był stały. W przeprowadzonych badaniach stwierdzono nietypowy mechanizm tworzenia się i wzrostu dyfuzyjnej warstwy aluminidkowej, który ma charakter pośredni pomiędzy modelem wysokoaktyvvnym a niskoaktywnym. Badania mikrostruktury warstwy aluminidkowej wytworzonej na podłożu czystego niklu wykazały obecność trzech charakterystycznych stref. Wydłużenie czasu oraz wzrost temperatury spowodował znaczne zwiększenie grubości dyfuzyjnej warstwy aluminidkowej. Badania mikrostruktury Warstwy aluminidkowej wytworzonej na podłożu stopu MAR M200 + Hf w tym samym czasie procesu przy zróżnicowanej temperaturze wykazały ich odmienną budowę. Mechanizm wzrostu warstwy aluminidkowej jest zależny od zawartości aluminium w źródle (granule Al-Cr).

EN

Aluminizing process by CVD method belong to the most advanced surface treatment processes of gas turbine and aircraft engine blades. Growing application of aluminides diffusion layers as bond coat for thermal barrier coatings (TBC) cause more and more researches directed on ﬁnding layer which can ensure the best possible adhesion between bond coat and top coat in the TBC system formed by LPPS or EB-PVD. In the study pure nickel and high-temperature nickel-based superalloy MAR M200 + Hf were used as initial substrate materials. In the research results of various CVD aluminizing process parameters inﬁuence on microstructure and chemical composition of created aluminides coatings was presented with in-depth analysis. The aluminizing process was carried out in Brenex BPX Pro 325S machine with addition ofAl-Cr granules contained in the internal generator as a high-temperature source of aluminum. During the research different temperature and time of aluminizing were applied. The ﬂow of gases such as hydrogen chloride and pure hydrogen for all processes was constant. During the study an unusual mechanism of aluminides diffusion layer creation and growth has been observed, which has an intermediate characteristics between low-activity and high-activity models. Microstructure observation of aluminides layer formed on pure nickel substrate showed three characteristic zones. Extension of time and increase in temperature resulted in a signiﬁcant increase of the diffusion layer depth. Microstructure observation of aluminides layer formed on MAR M200 + Hfwith the same process time at different temperature showed their distinct structure. Aluminides layer growth mechanism is dependent on the aluminum content in the source material (granules Al-Cr).

8

Wpływ długotrwałego wyżarzania na mikrostrukturę dyfuzyjnych warstw aluminidkowych wytwarzanych metodą CVD na podłożu stopu MAR M200 + Hf

Góral M., Zawadzki M., Pytel M., Dychtoń K., Nowodnik A., Filip R.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 6

695--698

PL

W artykule przedstawiono wpływ długotrwałego wyżarzania dyfuzyjnych warstw aluminidkowych w próżni na ich mikrostrukturę, grubość, skład chemiczny i fazowy. W badaniach użyto próbek z żarowytrzymałego stopu niklu MAR M200 + Hf, które poddano aluminiowaniu oraz cyrkono-aluminiowaniu metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej CVD. Wyżarzanie prowadzono w piecu próżniowym pod ciśnieniem 10–3 Pa w temperaturze 1020°C przez 12, 16 i 20 godzin. Przeprowadzone próby wyżarzania dyfuzyjnego próbek ze stopu MAR M200 + Hf z warstwą aluminidkową wykazały duże zmiany zachodzące w ich mikrostrukturze. Zachodziły one w następującej kolejności: – po 12 h wyżarzania zaobserwowano początek koagulacji wydzieleń w strefie dyfuzyjnej, – po 16 h doszło do dalszej koagulacji wydzieleń w strefie dyfuzyjnej oraz niewielkiego zmniejszenia stężenia aluminium w powłoce (o ok. 1%); stwierdzono niewielki wzrost grubości całkowitej warstwy, – po 20 h wyżarzania zaszły duże zmiany w mikrostrukturze warstwy; zubożenie obszaru przypowierzchniowego w aluminium do ok. 24% at., poniżej zawartość aluminium rosła do ok 30%; poszerzenie strefy dyfuzyjnej, która dominuje w budowie warstwy, rozpuszczenie niektórych wydzieleń; zawartość Al w pobliżu podłoża – ok 24% at. Przeprowadzone badania wykazały, że w pierwszej kolejności przemianie podlega strefa dyfuzyjna, a następnie dochodzi do zmian w strefie zewnętrznej zbudowanej początkowo z fazy β-NiAl, w tym utworzenia fazy Ni3Al.

EN

The paper presents the influence of long-term annealing on simple and Zr-modified aluminide coatings. The base material was MAR M-200 nickel superalloy. The aluminide coating was deposited in low-activity chemical vapour deposition process. The samples (14 mm diameter) were annealed at 1020°C in vacuum for 12, 16 and 20 hours respectively. The tests of diffusion annealing showed significant changes in microstructure of the samples. The order of changes was as follows: – after the 12-hour-long annealing process initial coagulation of precipitates in the diffusion zone was observed, – after the 16-hour-long annealing process there was observed further coagulation of precipitates and a small decrease in aluminum concentration in the coating (by approx. 1%). A small increase in thickness of the coating was also noted, – after the 20-hour-long annealing process extensive changes in microstructure of the coating were observed. The increasing of external zone thickness was observed. The presence of grains with lower Al amount was detected. It suggest the presence of Ni3Al phase in the coating. The very low amount of Zr had not influence on changes in modified aluminide coating during annealing.

9

Modelowanie procesu pulsacyjnego nawęglania stali

Zajusz M., Tkacz-Śmiech K., Dychtoń K., Wierzba B., Danielewski M.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 6

916--920

PL

Nawęglanie gazowe jest jednym z najczęściej stosowanych procesów obróbki stali, w trakcie którego w warstwie wierzchniej podłoża powstaje utwardzona strefa wzbogacona w węgiel. Tworzenie warstwy zachodzi w wyniku procesów dyfuzyjnych i dlatego ich zrozumienie jest konieczne dla uzyskania pełnej kontroli nad przebiegiem procesu. Większość stosowanych obecnie modeli transportu masy w fazie stałej wykorzystuje jedynie najprostszą, jednowymiarową formę równań dyfuzji (II prawo Ficka) ze zmiennym współczynnikiem dyfuzji. W tej pracy przedstawiono model dyfuzji węgla w stali, uwzględniający dwie prędkości w materiale: prędkość dyfuzyjną zależną od gradientu potencjału dyfuzyjnego i niezależną od układu odniesienia oraz prędkość dryftu wspólną dla wszystkich składników. Proponowany model został zaimplementowany w programie komputerowym umożliwiającym obliczenia profilu węgla w elemencie poddanym obróbce. Możliwości programu wykorzystano w symulacji procesu pulsacyjnego nawęglania stali, prowadzonego przez powtarzające się cykle nawęglania (nasycania) i dyfuzji (wyżarzanie). Uzyskane wyniki potwierdzają, że program umożliwia dobór parametrów procesu, w którym ma być uzyskany określony profil węgla w warstwie wierzchniej materiału. Przeprowadzono szereg eksperymentów komputerowych, które pozwoliły sformułować wnioski o istotnym znaczeniu dla technologii nawęglania. W szczególności pokazano, że podobny profil węgla można uzyskać, prowadząc proces zarówno w powtarzających się krótkich cyklach, jak i w jednym cyklu nawęglania połączonym z wyżarzaniem. Jednocześnie całkowity czas procesu i czas wyżarzania, a także liczba cykli zależą od długości cyklu nawęglania. Liczba koniecznych cykli i całkowity czas procesu maleją z wydłużeniem cyklu nawęglania, ale sumaryczny czas nasycania rośnie.

EN

Gas carburizing is a widely used heat treatment process in which carbon is transferred into steel. The hardening reliability should involve an active control of mass transfer during the process and this is why understanding and modelling of diffusion in solids is so essential. The currently used models are often based on the simplest, one-dimensional form of the diffusion equation in which diffusivity depends on composition. The objective of this work has been to develop a model of carbon diffusion in multicomponent alloy subjected to pulse carburizing. The model is based on Darken method (bi-velocity method) in which the diffusion velocity depends on diffusion potential gradient and is independent of the choice of the reference frame while the drift velocity is common for all steel components and carbon. The model allows predicting the kinetics of carbon transfer at various time dependent treatment conditions. The present approach is applied to model the pulse carburizing carried out by repeating alternately a carburization stage, in which carburizing gas is supplied into a carburizing chamber, and a diffusion stage, in which the carburizing gas is exhausted (vacuum). The numerical calculations are made for varies carburization and diffusion periods and the results are used to predict the carburization progress. On the basis of the series of computer experiments the findings that are important to designing the carburizing technology have been formulated.